(57)【要約】【課題】シャッタの近傍に停止している対象物が高温に加熱されるのを防ぐ。【解決手段】硬化装置１０は、図示しない印刷機の印刷物出口側において、ＵＶインクが転写されている印刷物２６の搬送路の上方に設けた光源１２を備えている。光源１２は、ハウジング１４の内部に紫外線ランプ１６を備えている。紫外線ランプ１６の放射した紫外線１８は、コールドフィルタ２４を介して印刷物２６に照射される。光源１２と印刷物２６との間には、シャッタ３０が開閉自在に設けてある。シャッタ３０は、印刷機が停止したときに閉じられ、印刷物２６に照射されている紫外線１８を遮断する。シャッタ３０と光源１２との間には、圧縮空気４８を噴射してシャッタ３０を冷却するノズル３６が配置してある。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
被硬化部を有する対象物に電磁波を照射する光源と、
前記対象物と前記光源との間に開閉自在に配設したシャッタと、
前記シャッタを冷却する冷却手段と、
を有することを特徴とする硬化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の硬化装置において、
前記冷却手段は、冷却気体を噴射するノズルを有していることを特徴とする硬化装置。
【請求項３】
請求項２に記載の硬化装置において、
前記ノズルは、前記光源と前記シャッタとの間または前記シャッタと前記対象物との間の、少なくともいずれか一方に配設してあることを特徴とする硬化装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の硬化装置において、
前記冷却手段は、弁を間欠的に開閉制御して前記ノズルから前記冷却気体を噴射する制御装置を有していることを特徴とする硬化装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、被硬化物に電磁波を照射して硬化させる硬化装置に係り、特に印刷物に紫外線などを照射して印刷インクを硬化するのに好適な硬化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷業界においては、紫外線を照射すると瞬間的に硬化する紫外線硬化型インク、いわゆるＵＶインクが広く使用されている。ＵＶインクは、紫外線を照射する必要があるところから、印刷機に隣接して紫外線照射ランプを設置し、印刷機から出た印刷物に紫外線を照射している。しかし、紫外線照射ランプは、インクを硬化させるのに必要な紫外線ばかりでなく、強い可視光線なども放射する高熱発生源をともなっている。このため、印刷機に何らかのトラブルが発生して印刷機が停止すると、紫外線照射ランプの紫外線照射位置に停止した印刷物が紫外線照射ランプの光（電磁波）を受けて加熱され、高温となって発火するおそれもある。そこで、紫外線照射ランプと印刷物との間に開閉自在なシャッタを配置し、トラブルなどで印刷機が停止したときに、シャッタを閉じて紫外線照射ランプの光が印刷物に当たらないようにしている（例えば、特開平５−３３８１１９号公報）。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、シャッタは、一般にステンレス鋼の板によって形成してある。したがって、シャッタを閉じると、シャッタが紫外線照射ランプの放射する電磁波（光）によって高温に加熱される。このため、シャッタに近接して停止した印刷物がシャッタからの輻射熱によって高温となり、焦げたり発火したりする。特に、近年は、薄いプラスチックフィルムへの印刷や、感熱紙裏面への広告の印刷が行なわれるようになっている。感熱紙は、温度が４０〜５０℃程度になると、変色して商品価値を損なう。また、プラスチックフィルムは、熱により収縮して後工程において、スタンプによる捺印を行なえないなどの不都合を生ずる。
【０００４】
本考案は、上記従来技術の欠点を解消するためになされたもので、シャッタの近傍に停止している対象物が高温に加熱されるのを防ぐことを目的としている。
また、本考案は、対象物の熱による変質を防止することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本考案に係る電磁波照射装置は、被硬化部を有する対象物に電磁波を照射する光源と、前記対象物と前記光源との間に開閉自在に配設したシャッタと、前記シャッタを冷却する冷却手段と、を有することを特徴としている。
【０００６】
冷却手段は、ノズルから冷却気体を噴射するように構成できる。ノズルは、光源とシャッタとの間またはシャッタと対象物との間の、少なくともいずれか一方に配設する。冷却手段には、弁を間欠的に開閉制御してノズルから冷却気体を噴射する制御装置を設けることができる。
【考案の効果】
【０００７】
このようになっている本考案は、冷却手段によってシャッタを冷却する。したがって、シャッタが高温になるのを防ぐことができる。このため、シャッタの近傍に停止した対象物が、シャッタからの輻射熱によって高温になるのを避けることができ、対象物の熱による変質を防止することができる。
【０００８】
冷却手段は、例えばノズルから冷却気体として圧縮空気を噴出するものであってよい。冷却手段が圧縮空気を噴射するものであれば、安価にすることができる。冷却気体を噴射するノズルは、光源とシャッタとの間またはシャッタと対象物との間のいずれか一方にだけ配設してもよいし、両方に配設してもよい。冷却気体の噴射は、間欠的であってよい。冷却気体の噴射は、制御装置を用いて間欠に行なうと、気体の使用量を少なくでき、コストの低減が図れる。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００９】
本考案に係る硬化装置の実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明する。
図１は、本考案に係る硬化装置の説明図である。図１において、硬化装置１０は、図示しない印刷機の印刷物排出口側に配置してあり、光源１２を備えている。光源１２は、ハウジング１４内に電磁波である紫外線を放射する紫外線ランプ１６を収容している。紫外線ランプ１６は、例えば図１の紙面に直交した方向に延在する石英ガラスからなる円筒直管型のランプであって、半径方向の全方位に紫外線１８を放射する。
【００１０】
ハウジング１４の内部には、紫外線ランプ１６の背面側（図１の右側）に、紫外線ランプ１６の位置を焦点とする放物面状のコールドミラー２２が配置してある。コールドミラー２２は、紫外線１８を前方（図１の左方）に反射し、紫外線以外の可視光線、赤外線を透過する。紫外線ランプ１６の前方には、板状のコールドミラー２２が配設してある。このコールドミラー２２は、例えば４５度に傾斜させて配設してあり、紫外線ランプ１６が放射した紫外線１８、および放物面コールドミラー２２の反射した紫外線１８をハウジング１４の下方に向けて反射する。
【００１１】
ハウジング１４は、下面が紫外線１８を外部に放射する開口部となっており、この開口部にコールドフィルタ２４が配置してある。したがって、コールドミラー２２で反射された紫外線１８は、コールドフィルタ２４を介してハウジング１４の下方に放射される。コールドフィルタ２４は、紫外線１８を透過して紫外線以外の可視光線、赤外線を反射する。
【００１２】
ハウジング１４の下方は、例えば印刷ウエブなどの印刷物２６の搬送路となっていて、印刷機から出た印刷物２６が例えば矢印２８のように搬送されている。対象物である印刷物２６は、光源１２と対面する上面が印刷面となっていて、印刷面に被硬化部である印刷機から転写されたＵＶインクが塗布されている。この印刷物２６と光源１２のハウジング１４との間には、シャッタ３０が開閉自在に配設してある。すなわち、シャッタ３０は、印刷機が停止して紫外線１８の照射対象である印刷物２６の搬送が停止されたときに閉じられて、光源１２から印刷物２６に照射されている紫外線１８を遮断する。このとき、紫外線ランプ１６は、アイドリングと呼ばれる出力が定格の４０％程度に落とされ、印刷物２６にかかる熱負荷を軽減するようにしてある。そして、シャッタ３０は、印刷機の稼動しているときに、印刷物２６の上方を開放して、光源１２からの紫外線１８が印刷物２６に照射する。これにより、印刷物２６の面上に転写されているＵＶインクに紫外線１８が照射され、ＵＶインクが硬化する。なお、印刷機の稼動時には、紫外線ランプ１６は、調光時と呼ばれ、定格出力で運転される。また、シャッタ３０は、実施形態の場合、ステンレス板３２と、ステンレス板３２の上面に塗布した断熱塗料３４とからなっている。
【００１３】
シャッタ３０の上方、すなわちシャッタ３０と光源１２との間には、冷却手段を構成しているエアノズル３６が配置してある。このエアノズル３６は、印刷物２６の幅方向に適宜の間隔を設けて複数配置してある。これらのエアノズル３６は、配管３８を介して電磁弁などから構成したバブルユニット４０に接続してある。バルブユニット４０は、コンプレッサ４２が圧縮した空気を蓄積しているアキュムレータ４４に接続してあるとともに、制御装置４６に接続してある。バルブユニット４０は、制御装置４６により開閉制御され、バルブが開放されたときに、アキュムレータ４４に蓄積されている圧縮空気をノズル３６に供給し、圧縮空気４８をノズル３６から噴射する。なお、制御装置４６は、印刷機が停止したときに、自動的に紫外線ランプ１６の出力を低下させてアイドリング状態にするとともに、シャッタ３０を閉じる。
【００１４】
このように構成した硬化装置１０は、印刷機が停止したときに、制御装置４６が紫外線ランプ１６をアイドリング状態にするとともに、シャッタ３０を閉じて印刷物２６に照射されている紫外線１８を遮断する。また、制御装置４６は、内蔵しているタイマの計時信号を読み取り、予め定めた時間間隔、例えば３０分ごととか４５分ごとにバルブユニット４０のバルブを所定時間（例えば３０秒）開放し、ノズル３６から冷却気体である圧縮空気４８を噴出させる。ノズル３６から噴出した圧縮空気４８は、紫外線１８を受けて加熱されているシャッタ３０を冷却し、シャッタ３０が高温になるのを防止する。このため、印刷物２６は、搬送が停止されていたとしても、シャッタ３０から受ける輻射熱の量が少なくなり、高温になるのが防止される。したがって、印刷物が感熱紙である場合に変色する等の変質を防止でき、商品価値を損なうことがない。また、プラスチックフィルムが熱収縮して、後工程が行なえないなどの不都合を生ずることがない。
【００１５】
考案者は、圧縮空気４８によるシャッタ３０の冷却効果の確認実験を行った。使用した紫外線ランプ１６は、出力が１２０Ｗ／ｍｍで、調光時の出力が１．４ｋＷであって、アイドリング時の出力が０．６ｋＷである。また、シャッタ３０は、ステンレス板３２の厚みが２．５ｍｍである。さらに、図１に示した、ハウジング１４の紫外線１８の放射窓とシャッタ３０のステンレス板３２の上面までの距離ｌが２５ｍｍ、放射窓と印刷物２６までの距離Ｌが４５ｍｍである。そして、シャッタ３０のステンレス板３２の上面の温度と下面の温度とを測定した。なお、ステンレス板３２の上面の温度は、ピン状の温度計の先端を断熱塗料３４中に刺し入れ、ステンレス板３２の上面に接触させて測定した。また、印刷物２６として、幅が１２５ｍｍの通常の上質紙を用いた。室温は１９℃であり、圧縮空気の噴出量は、１ｍ３／分である。表１は、ノズル３６からの圧縮空気４８の吹き出し（エアブロー）によるシャッタ３０の冷却効果を示したものである。
【表１】
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【００１６】
表１に示されているように、アイドリング時にはエアブローすることによって、シャッタ３０の本体であるステンレス板３２の上下面の温度を２４℃低下させることができる。また、調光時においても、エアブローすることによりステンレス板３２の温度を１１０℃ほど低下させることができる。
【００１７】
なお、図２は、アイドリング時における印刷物２６の表面における温度の測定結果を示したものである。実験条件は、前記と同様であるが、エアブローは間欠的に行なっている。図２において、紫外線ランプ１６を起動して調光状態からアイドリング状態に入ったときの紙面の温度は、３５℃であった。そして、アイドリング状態のまま１５分を経過すると、紙面温度が３７℃に上昇した。そこで、エアブローを１分間行なったところ、紙面温度は３０℃に低下した。
【００１８】
１分間のエアブローを終了してから約３０分（アイドリング状態に入ってから４５分）アイドリングを継続したところ、紙面の温度は３５℃に上昇した。ここで、再びエアブローを３０秒間行なったところ、紙面温度は３１℃に低下した。そして、３０秒のエアブローを停止してさらに約４５分（アイドリング状態に入ってから９０分）アイドリングを継続したところ、紙面温度が３５℃になった。ここで、また３０秒間のエアブローを行なったところ、紙面温度が３０℃に低下した。
【００１９】
この実験結果から、アイドリング時にノズル３６から圧縮気体を間欠的（例えば、４５分間隔で）吹き出すエアブローを行なうことにより、印刷物２６の表面温度を４０℃以下に保持することができる。したがって、アイドリング時の間欠的なエアブローによって感熱紙が変色したり、プラスチックフィルムが収縮したりするような印刷物（対象物）の変質を防ぐことができる。
【００２０】
なお、前記実施形態は、本考案の一態様であって、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態においては、ノズル３６をシャッタ３０の上方に配置した場合について説明したが、ノズル３６は、シャッタ３０と印刷物２６との間に配置してもよいし、シャッタ３０の上下にそれぞれ配置してもよい。また、前記実施の形態においては、冷却手段がエアブローである場合について説明したが、例えばシャッタ３０にペルチエ素子を取り付け、ペルチエ素子でシャッタ３０を冷却するようにしてもよい。また、ノズル３６は、印刷物２６の搬送方向（側方）に沿って設け、搬送方向に直交した方向に圧縮空気４８を吹き出すようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本考案の実施の形態に係る硬化装置の説明図である。
【図２】エアブローによるシャッタの冷却に伴う印刷物の表面温度の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０………硬化装置、１２………光源、１６………紫外線ランプ、３０………シャッタ、３６、４０、４２、４４、４６………冷却手段（ノズル、バルブユニット、コンプレッサ、アキュムレータ、制御装置）、４８………冷却気体（圧縮空気）。
【図１】
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【図２】
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